大学物理实验实验01_杨氏模量

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1、杨氏模量的测量大学物理实验内容实验目的1实验仪器2实验原理3实验内容和步骤4数据记录和处理5实验目的学习用静态拉伸法测量金属丝的杨氏模量学习和掌握运用显微镜测量微小长度变化的原理和方法掌握显微镜的调节和使用方法学会用逐差法处理数据进行测量结果的不确定度分析实验仪器杨氏模量测定仪读数显微镜装置砝码螺旋测微计米尺实验原理1、杨氏模量的物理意义：描述材料抵抗形变能力的物理量，该值越大，材料越不容易变形。式中S为金属丝横截面积L为金属丝的长度L为其受拉力F后的伸长量应变杨氏模量定义为：应力金属丝横截面积S：杨氏模量

2、定义为：式中金属丝原长l可由米尺测量，钢丝直径d可用螺旋测微仪测量，外力mg可由实验中钢丝下面悬挂的砝码的重力给出，而Δl是一个微小长度变化量。d为细铁丝的直径实验原理杨氏模量仪示意图1.上梁夹板2.上梁水平调节镙钮3.金属细丝4.立柱5.防摆动装置调节镙钮6.十字叉丝板7.砝码盘8.望远镜筒锁紧镙钮9.望远镜筒10.支架锁紧镙钮11.磁性底座12.螺旋底脚实验原理2、显微镜测量微小长度变化在杨氏模量实验测量仪悬垂的金属丝下端连着一个十字架叉丝板，用显微镜进行测量时，就是通过显微镜的刻划板与十字叉丝的横线的关

3、系测出来的。1.87mm十字叉丝实验内容和步骤1、调节仪器：先调节底脚螺丝，使仪器底座水平，再用上梁的微调旋钮调节夹板的水平，直到穿过夹板的细丝不靠贴小孔内壁。然后调节下梁一侧的防摆动装置，将两个螺丝分别旋进铅直细丝下连接框两侧的“V”形槽，并与框体之间形成两个很小的间隙，以便能够上下自由移动，又能避免发生扭转和摆动现象。2、观察金属丝伸长变化实验内容和步骤将显微镜筒装到支架上，插入磁性座，紧靠定位板直边。按显微镜工作距离大致确定物镜与被测十字叉丝屏的距离之后，用眼睛对准镜筒，转动目镜，对分划板调焦，然后沿定

4、位板微移磁性座，在分划板上找到十字叉丝像，经磁性座升降微调，使微尺分划板的零线对准十字叉丝的横线，并微调目镜，尽量消除视差。最后锁住磁性底座。因显微镜成倒像，所以待测细丝受力伸长时，视场内的十字叉丝向上移动；细丝回缩时，叉丝向下移动。2、观察金属丝伸长变化实验内容和步骤记下待测细丝下的砝码盘加100g砝码时，目镜中显示的毫米尺在十字叉丝横丝上的读数，以后在砝码盘上每增加一个m=200g的砝码，从屏上读取一次数据。然后逐一减掉砝码，又从屏上读取一组数据，将所得数据记录在以下的数据表格中。次数i012345678

5、9（g）10030050070090011001300150017001900尺像读数mm增加砝码减少砝码平均值使用逐差法计算并求出平均值(2)在金属丝上选不同部位用螺旋测微计测量d3、测量金属丝长度l，金属丝直径d。实验内容和步骤(1)用钢卷尺测量l4、计算杨氏模量E及不确定度。5、用作图法验证胡克定律。注意事项1、在增加砝码的时候，应该轻拿轻放，尽量不使金属丝摆动。2、注意维护金属丝的平直状态，在用螺旋测微计测量其直径时勿将其扭折，如果作实验前发现金属丝略有弯折，可在砝码盘上先加上一定量的本底砝码（约几百

6、克），使它在伸直的状态下开始做实验。3、在测完上表数据后，应先测值l，再测其它量。不确定度评定不确定度传递公式：质量：金属丝长度：直径：金属丝伸长量：测量结果表示:ThankYou!